Question

16．如圖中平底茶壺的質(zhì)量是0.4kg，底面積是4×10^-3m²．內(nèi)盛0.6kg的開水，水面高度在圖中已標出，放置在面積為1m²的水平桌面中央．試求：
（1）水對茶壺底部的壓強和壓力分別為多少？
（2）茶壺對桌面的壓強．（g=10N/kg）
（3）將這壺水從20度加熱到70度，吸收的熱量為多少？

Answer 1

分析 （1）由圖可知壺內(nèi)的水深，根據(jù)p=ρgh求出水對茶壺底部的壓強，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出水對茶壺底部的壓力；
（2）茶壺對桌面的壓力等于茶壺和水的重力之和，根據(jù)G=mg求出其大小，再根據(jù)壓強公式求出茶壺對桌面的壓強；
（3）知道水的質(zhì)量和初溫、末溫、比熱容，根據(jù)Q_吸=cm（t-t₀）求出水吸收的熱量．

解答 解：（1）由圖可知，壺內(nèi)水的深度：
h=12cm=0.12m，
水對壺底的壓強：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.12m=1200Pa，
由p=$\frac{F}{S}$可得，水對茶壺底部的壓力：
F=pS=1.2×10³Pa×4×10^-3m²=4.8N；
（2）茶壺對桌面的壓力：
F′=G=（m_水+m_壺）g=（0.4kg+0.6kg）×10N/kg=10N，
茶壺對桌面的壓強：
P′=$\frac{F′}{S}$=$\frac{10N}{4×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=2500Pa；
（3）水吸收的熱量：
Q_吸=cm（t-t₀）
=4.2×10³J/（kg•℃）×0.6kg×（70℃-20℃）
=1.26×10⁵J．
答：（1）水對茶壺底部的壓強為1200Pa，壓力為4.8N；
（2）茶壺對桌面的壓強為2500Pa；
（3）將這壺水從20度加熱到70度，吸收的熱量為1.26×10⁵J．

點評 本題考查形狀不規(guī)則的容器底部所受壓力的計算和物體對水平桌面的壓強的計算以及熱量的計算，關(guān)鍵是計算液體對容器底的壓力先計算對容器底部的壓強再計算壓力，還要知道放在水平桌面上的物體產(chǎn)生的壓力等于物體重力．